Першим вченим, хто теоретично обгрунтував і розрахував можливість існування прихованої невідомої матерії, був швейцарський астроном болгарського походження Фріц Цвіккі. Використовуючи доплеровские методи, вчений вирахував швидкості восьми галактик, розташованих в сузір'ї Вероніки. У науковій літературі іноді зустрічається інше романтичну назву - Волосся Вероніки.
Темна матерія і темна енергія
Історія відкриття невідомої маси
Логіка розрахунків Цвикки полягала в наступному. Поле тяжіння повинно утримувати галактики всередині їх скупчення. Виходячи з цього положення, обчислюється необхідна маса. Галактики випромінюють світло, отже, можна розрахувати ще одне значення галактичної маси. Ці дві величини повинні були збігтися, але цього не сталося. Значення дуже сильно розходилися. Було потрібно набагато більше значення маси для того, щоб гравітаційне поле не давало можливості галактик розлетітися.
Саме цій відсутньої її частини Цвикки дав назву «темна матерія»
Проте подальші 40 років астрофізики намагалися не помічати такого тривожного і видатного результату.
У 1970 році Віра Рубін і У.К.Форд вперше вивчають обертальні рухи загадкової туманності Андромеди. Трохи пізніше було вивчено рух більше 60 галактик. Дослідження показали, що швидкість обертання галактик набагато більше тієї швидкості, яку забезпечує їх видима спостерігається маса. Отриманий комплекс незаперечних спостережених фактів є доказ існування прихованої невідомої матерії.
Темна матерія. Анатолій Володимирович
Загальні уявлення про невідомих частках невідомої матерії
У своїх дослідженнях фізики іноді використовують важкодоступні для звичайних людей методи ідентифікації непізнаних об'єктів Всесвіту. Вони контурних невідомі явища твердо встановленими і експериментально перевіреними моделями і починають потихеньку «притискати» перекірливе явище, терпляче чекаючи від нього необхідної інформації.
Однак темна матерія проявляє справжнє гравітаційне мужність до наукового цікавості фізиків.
Прихована матерія зосередилася точно так же, як і звичайне речовина, утворюючи галактики і їх скупчення. У цьому, мабуть, полягає єдина схожість добре нам відомого видимої речовини і невідомої маси, частка якої становить 25% в енергетичному «банку» Всесвіту.
Загадка темної матерії
Цей невідомий акціонер нашого Всесвіту має простими властивостями. Досить холодну приховане речовина охоче взаємодіє з його видимим сусідом (зокрема, з баріонами) виключно на гравітаційному мовою. Слід зазначити, що космічна щільність баріонів в кілька разів менше щільності прихованої матерії. Таке перевагу в щільності дозволяє їй фактично «керувати» гравітаційним потенціалом Всесвіту.
Вчені припускають, що речовий склад матерії - це нові невідомі частинки. Але виявити їх поки не вдається. Відомо лише те, що вони не розпадаються на ще більш дрібні елементи Природи. Інакше в тимчасовому життєвому інтервалі Всесвіту вони б вже пройшли процес розпаду. Отже, цей факт красномовно свідчить на користь того, що має місце бути новий закон збереження, який забороняє розпад частинок. Однак він ще не відкритий.
Далі, речовина темної матерії «не любить» взаємодіяти з відомими частками. Таким чином, ці склад прихованої маси неможливо визначити земними експериментами. Природа частинок залишається невідомою.
Frequency Keepers - Неоднорідна Всесвіт
Які є шляхи пошуку частинок темної речовини?
Перерахуємо кілька шляхів.
- Є припущення. що протони легше невідомих часток на 2-3 порядки. В такому випадку вони можуть народжуватися в зіткненнях з видимими частинками, якщо їх розігнати до дуже високих енергій в колайдері.
- Склалося враження. що невідомі частинки знаходяться десь там, в далеких галактиках. Ні не тільки там, а й поруч з нами. Передбачається, що в одному кубічному метрі їх кількість може досягати 1000 штук. Однак вони вважають за краще уникати зіткнень з атомними ядрами відомого речовини. Хоча такі випадки бувають, і вчені сподіваються їх зареєструвати.
- Невідомі частки прихованої маси анігілюють між собою. Оскільки звичайна речовина для них є абсолютно прозорим, вони можуть провалюватися в центр Сонця і Землі. Одним з продуктів процесу анігіляції є нейтрино, яке має здатність безперешкодно проникати крізь всю товщу Сонця і Землі. Реєстрація таких нейтрино, можливо, дасть деяку інформацію про невідомих частках.
Яка природа прихованої маси?
Вчені намітили три напрямки в дослідженні природи темної речовини.
При такому припущенні всі частинки добре відомі. Але їх випромінювання проявляє себе так, що його неможливо виявити.
- звичайне речовина, сильно розсіяне в просторі між галактиками;
- масивні астрофізичні галооб'екти (MACHO).
Дані об'єкти, оточуючи галактики, мають порівняно маленькими розмірами. Мають дуже слабке випромінювання. Ці властивості не дають можливості їх виявити.
До складу тел можуть входити наступні об'єкти:
- коричневі карлики;
- білі карлики;
- чорні діри;
- нейтронні зірки.
Пошук вищеназваних об'єктів здійснюється за допомогою гравітаційних лінз.
Склад речовини невідомий. Можливі два варіанти:
- холодна маса, яка могла б включати Фотину, Аксион і кваркові грудки;
- гаряча маса (нейтрино).
- Новий погляд на тяжіння.
правдивість теорії
Не виключено, що міжгалактичні відстані змусять подивитися на витриману часом теорію тяжіння під новим кутом галактичного зору.
Відкриття властивостей таємницею матерії ще попереду. Дано це знати людині і що він буде робити з таким багатством - тільки майбутнє відповісти на ці питання.